单向离合器的设计
简述单向离合器的工作原理
简述单向离合器的工作原理单向离合器是一种常用于机械传动装置中的装置，其主要作用是实现发动机与传动系统之间的有效分离和连接。
简单来说，单向离合器能够使发动机与传动系统之间实现单向传动，而在另一方向上则实现断开连接。
单向离合器的工作原理可以用以下几个步骤来描述：1. 断开连接：当离合器处于断开状态时，发动机和传动系统之间没有直接的连接。
这意味着发动机可以独立地运转，而不会传递动力给传动系统。
这个状态下，发动机可以自由地运转，不会对传动系统产生任何影响。
2. 连接动作：当驾驶员踩下离合器踏板时，离合器开始连接动作。
在连接动作中，离合器会逐渐接触到发动机和传动系统之间的连接部件，以实现两者之间的连接。
这个过程中，离合器会逐渐传递动力给传动系统，使得发动机的动力可以顺利地传递到车轮上。
3. 单向传动：当离合器完全连接时，发动机的动力可以顺利地传递给传动系统，并驱动车辆前进。
但在这个过程中，单向离合器的关键作用发挥了出来。
单向离合器内部含有一组离合片，这些离合片能够使得发动机的动力只能单向传递给传动系统，而在另一方向上则会断开连接。
这样，当车辆需要减速或停车时，传动系统的动力不会传递回发动机，从而保证了车辆的稳定性和安全性。
4. 断开连接：当驾驶员松开离合器踏板时，离合器开始断开连接。
在断开连接的过程中，离合器会逐渐分离发动机和传动系统之间的连接，使得两者之间的动力传递逐渐减弱，最终完全断开。
这个过程中，离合器的离合片会逐渐分离，使得发动机的动力无法传递给传动系统。
通过上述的工作原理，单向离合器能够实现发动机与传动系统之间的有效分离和连接，从而为车辆的正常运行提供了保障。
在实际应用中，单向离合器常被广泛应用于各种机械传动装置，如汽车、摩托车等。
它不仅能够提高车辆的驾驶舒适性和操控性，还能够保护发动机和传动系统的正常运行，延长其使用寿命。
单向离合器是一种能够实现发动机与传动系统之间有效分离和连接的装置。
通过离合器的工作原理，我们可以清楚地了解到它在机械传动装置中的重要作用。
机械设计中的离合器和制动器设计
机械设计中的离合器和制动器设计在机械设计领域中，离合器和制动器是两个非常重要的装置，它们在各种机械装置和系统中发挥着不可或缺的作用。
本文将重点介绍离合器和制动器的设计原理和方法。
一、离合器的设计1. 离合器的基本原理离合器是一种用于控制传动装置的装置，它可以使两个旋转轴之间实现连接或断开。
主要由离合器盘、压盘、离合器片、弹簧等组成。
当离合器踏板踩下时，通过压盘及离合器片的压力，将发动机的动力传递给传动系统，实现驱动；当离合器踏板松开时，离合器片通过弹簧的作用，断开与发动机的连接。
2. 离合器的设计要点（1）选择合适的离合器类型：根据机械装置的特点和传动方式，选择离合器的类型，例如摩擦离合器、湿式离合器或干式离合器。
（2）确定离合器参数：根据机械装置的工作条件和传动功率要求，确定离合器的参数，如额定扭矩、额定转速等。
（3）考虑离合器盘的材料和结构：离合器盘是离合器的核心部件，选择合适的材料和设计结构，以满足传动装置的工作要求。
（4）合理安排离合器盘的数量和面积：根据传动装置的承载能力和传动效率，合理安排离合器盘的数量和面积，以提高传动装置的工作效率和寿命。
二、制动器的设计1. 制动器的基本原理制动器是一种用于控制机械装置的速度和停止的装置，通过摩擦力来实现制动效果。
主要由制动片、制动鼓、制动弹簧等组成。
当制动器踏板踩下时，制动片通过压力与制动鼓接触，并通过摩擦力产生制动力矩，减速或停止机械装置的运动。
2. 制动器的设计要点（1）选择合适的制动器类型：根据机械装置的特点和制动要求，选择制动器的类型，例如摩擦制动器、液压制动器或电磁制动器。
（2）确定制动器参数：根据机械装置的工作条件和制动要求，确定制动器的参数，如额定制动力矩、额定制动时间等。
（3）考虑制动片的材料和结构：制动片是制动器的核心部件，选择合适的材料和设计结构，以提高制动效果和耐磨性。
（4）合理安排制动片的数量和面积：根据制动要求和传动装置的负载情况，合理安排制动片的数量和面积，以保证制动效果稳定和可靠。
车辆门系统的单向逆止离合锁闭机构
2021年第1期网址： 电邮：*******************车辆门系统的单向逆止离合锁闭机构王际成1，林会明1，张海国2，曹苏群2（1.江苏惠民交通设备有限公司，江苏淮安223000；2.淮阴工学院，江苏淮安223003）912345678101112131415161.电动机2.转轴3.离合分离爪 4.离合器总成 5.离合器箱体 6.丝杆7.主动齿轴8.制动齿圈9.电动机接盘10.行星架11.主动盘12.拨杆13.拨块14.拨爪15.离合器套筒16.星轮图2离合器总成与电动机连接端的结构示意图图1车辆门系统单向逆止离合锁闭机构示意图引言随着车辆的飞快发展，人们对车辆门的安全性和人性化的设计提出了更高的要求。
目前应用在车辆门中的离合闭锁机构有两种：一种是终点锁闭，即在门关闭后采用机械方式锁闭；另一种是全程锁闭，即门可被电动机控制实现开关，而无法自行打开或在非紧急情况下被手动打开。
本文设计了一种用于车辆门系统的单向逆止离合锁闭机构[1]，可在紧急情况下进行手动开门，且具有单向性，在运行过程中摩擦力小，大大改善零部件磨损现象，使车辆门系统更加安全、耐久、可靠。
1单向逆止离合锁闭机构1.1功能和需求单向逆止离合锁闭机构能够实现将电动机输入的顺时针或逆时针的旋转动力传到丝杆上，丝杆单向旋转产生的动力不被阻却，即通过电动机控制可以实现车门的轴向开关运动，而无法自行打开或在非紧急情况下被手动打开。
单向逆止离合锁闭机构能够极大地提高在正常或突发情况下人身的安全系数，有效地保证了人们的生命安全。
因此车辆门系统的单向逆止离合锁闭机构满足当代的乘车需求。
1.2结构组成车辆门单向逆止离合锁闭机构是由电动机、转轴、离合分离爪、离合器总成、离合器箱体、丝杆、主动齿轴、制动齿圈、电动机接盘、行星架、主动盘、拨杆、拨块、拨爪、离合器套筒、星轮、离合器滚柱、离合器弹簧等部件组成，如图1~图3所示。
1.2.1非紧急情况下的自动工作状态1）开门时。
单向旋转原理
单向旋转原理引言：旋转是一种常见的物理现象，它存在于我们生活的方方面面。
在机械领域中，旋转原理被广泛应用于各种机械装置和工艺过程中。
本文将重点介绍单向旋转原理，探讨其在实际应用中的意义和作用。
一、什么是单向旋转原理单向旋转原理是指物体在旋转过程中只能按照一个方向运动的现象。
这种现象可以通过一些特殊的机械结构或设计来实现，常见的例子包括齿轮、离合器和滑块机构等。
二、齿轮的单向旋转原理齿轮是一种常见的传动装置，它可以将一个旋转运动传递到另一个旋转运动上。
在齿轮传动中，通过设置不同的齿轮模数和齿数，可以实现不同的速比。
而当我们需要实现单向旋转时，可以采用单向离合器来实现。
三、单向离合器的原理和应用单向离合器是一种机械装置，它可以使两个轴在一个方向上自由旋转，而在另一个方向上则阻止旋转。
单向离合器一般由一个外套和一个内套组成，两者之间通过滚针或滚珠进行传动。
当两个轴以相同的方向旋转时，滚针或滚珠会顺利滚动，使两个轴相互连接；而当两个轴以相反的方向旋转时，滚针或滚珠会被锁定，使两个轴无法连接。
单向离合器广泛应用于各种机械装置中，比如自行车的后轮动力传递系统。
在自行车骑行时，骑手踩踏脚踏板使后轮旋转，而前轮则不会随之旋转。
这是因为自行车后轮的轴上安装了一个单向离合器，它使得骑手的脚踏板力只能传递给后轮，而无法传递给前轮。
四、滑块机构的单向旋转原理滑块机构是一种常见的工程机械装置，它通过滑块和导轨的相对运动来实现运动转换。
在滑块机构中，如果我们需要实现单向旋转，可以采用一种称为滚子滑块机构。
滚子滑块机构利用滚子的滚动来实现单向旋转。
当滚子受到外力作用时，它会沿着导轨滚动并推动滑块运动；而当外力消失时，滚子则会停止滚动，从而实现单向旋转的效果。
五、单向旋转原理的应用举例除了上述提到的齿轮、离合器和滑块机构，单向旋转原理还在其他许多领域得到了应用。
在风力发电机中，风车叶片通过风的推动而旋转，而发电机则只能按照一个方向产生电能。
单向离合器
单向离合器单向离合器的组成：由外座圈，内座圈、保持架、楔块等组成。
2) 工作原理：当内座圈固定时，外座圈顺时针方向转动楔块不锁止，外座圈可自由转动；当外座圈逆时针转动时，楔块锁止，外座圈不能转动。
保持架的作用是使楔块总是朝着锁止外座圈的方向略微倾斜，以加强楔块的锁止功能。
示例厂家：咸阳超越离合器有限公司型号：CK-A特性及应用：CK-A系列为无轴承支撑的楔块式单向离合器。
径向尺寸与标准轴承尺寸相同。
使用时需配合轴承安装，以承受轴向负载与径向负载。
出厂时已加注润滑脂。
标准安装方式为CK-A型号与轴承同轴并排，相同的公差要求。
内外环用键联接到轴和毂上。
该系列常用于提升机、输送机以及包装、印刷、食品、医疗、纺织、化工等机械设备上。
Description:Type CK-A is a sprag type freewheel non-bearing supported. Nominal dia.-direction diameter is a standard ball be arings dimension. Bearings are required to support axial and radial loads. Units are delivered grease lubricated.A standard arrangement is to install this type besides a bearing with the same housing diameter tolerance. The inn er race and the outer race are keyed to the shaft and hole.This series extensive used in machinery system of conveyer, hosting, packing, printing, papermaking, weaving, che mical, medical, food and so on.安装参考范例Mounting example。
单向离合器的工作原理
单向离合器的工作原理
单向离合器是一种阻断器，它可以控制马达的正反转，在马达开始运行时又称启动器，也可以和润滑系统配合使用，从而更好的保护马达。
下面介绍单向离合器的工作原理：
1、单向离合器主要由定子和转子两个部分组成，定子由一个外壳和内部的轴承构成，转子上有固定的钢片；
2、当定子轴上有电源供电时，转子上的钢片会受到电磁力的作用，它会向定子轴的前端推动，当转子上的钢片紧贴定子轴前端时，另一端的钢片会被定子上的反馈磁铁挤压，使转子更加紧固；
3、当转子向前推进时，定子和转子间的摩擦力会使转子旋转，而后由于钢片的摩擦力，转子会向另一方向旋转。
4、当转子旋转到某个位置时，定子上的反馈磁铁会到达钢片的位置，进而将钢片松开，这样就会限制转子的旋转；
5、当转子被限制住之后，定子上的反馈磁铁会再次来到钢片的位置，进行反馈，这时转子就会继续旋转；
6、当电源关闭，定子上的反馈磁铁松开，转子就会停止旋转，此时单向离合器就停止工作了。
以上就是单向离合器的工作原理。
此类阻断器的出现大大方便了电机的控制，使电机运行更加稳定可靠，为实现马达的正反转提供了可靠的保护。
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液力透平离合器结构示意图及理论知识
我公司液力透平离合器就属亍单向超越离合器，为内环超越。
超越离合器在同 步运行旪，力从 内环传逑到外环， 空转运行旪，外 环转速大亍内环 转速
如果内环静止，外环朝相反的方向转动，楔块会 产生自锁效应，内环和外环锁死。在这个方向，单向 离合器可以传逑较高的扭矩。
2013-8-27
如左图所示，当同步运 行旪，作用在内环和外环 上的压力F1和FA沿接触 点连线，方向相反，大小 相等，幵可分解成为正压 力FNI、FNA 和切向力FTI 和FTA，接触点连线相对 FNI戒FNA的自锁角为ξ1戒 ξA， ξ1>ξA。
从上所述可知楔块的质心位置、弹簧弹力对楔块式离合器的稳定工作有这重要影响。尤其是弹簧的使用 寿命成为影响离合器寿命至兲重要的因素。
对亍楔块式离合器使用的弹簧形式较多，通常以拉簧、撑簧、扭簧、片状簧为主，其主要作用是给内部 楔块一定的初始力，因而离合器在解脱旪，弹簧只要兊服楔块的摩擦阻力戒者离心力即可。因而设计旪应把握 楔块的 质量及超越转速。
外星轮
2013-8-27
平面型 内星轮
偏心囿柱面 戒对数螺旋 面型内星轮
1166
楔块和滚柱式离合器的设计原理及结构
青岛炼化 机动工程
如上右图所示，当同步运行旪，作用在内环和外环上的压力F1和FA沿接触点连线，方向相反，大小相等，幵 可分解成为正压力FNI、FNA 和切向力FTI、FTA，接触点连线相对FNI戒FNA的自锁角为ξ1戒ξA， ξ1>ξA。为了能 够达到自动锁止的效果， ξ1的正切函数值必须小亍摩擦系数μ，否则便会出现滑动。
自动变速箱单向离合器工作原理
自动变速箱单向离合器工作原理自动变速箱单向离合器是一种重要的传动元件，它在自动变速器中起到了至关重要的作用。
它可以在汽车换挡时，保证动力的平稳传递，同时防止变速器内部元件之间的冲击和磨损。
以下从接合状态、分离状态和换挡状态三个方面，介绍自动变速箱单向离合器的工作原理。
一、接合状态在接合状态下，单向离合器内部的锁止机构将输入轴和输出轴锁定在一起，使它们具有相同的转速。
此时，变速器内部的传动比为1:1，发动机的动力可以顺利地传递到变速器的输出轴，从而驱动汽车行驶。
在这个状态下，单向离合器的作用类似于常规的离合器，确保发动机的动力能够传递到变速器。
二、分离状态在分离状态下，单向离合器的锁止机构被释放，输入轴和输出轴之间的连接被断开。
此时，变速器内部的传动比为0:1，发动机的动力无法传递到变速器的输出轴。
这个状态通常发生在汽车换挡时，为了保证换挡过程的平顺性，单向离合器需要将发动机的动力切断，防止变速器内部元件之间的冲击和磨损。
三、换挡状态在换挡状态下，单向离合器的作用是保证动力的平稳传递。
当汽车需要从低速挡换到高速挡时，单向离合器可以使发动机的动力顺利地传递到变速器的输出轴。
当汽车需要从高速挡换到低速挡时，单向离合器可以防止发动机的动力突然增加，从而保证换挡过程的平顺性。
此外，在换挡过程中，单向离合器还可以防止变速器内部元件之间的冲击和磨损，延长变速器的使用寿命。
总之，自动变速箱单向离合器的工作原理是保证汽车在不同行驶状态下都能够平稳、顺畅地传递动力。
在接合状态下，它能够将发动机的动力传递到变速器的输出轴；在分离状态下，它能够将发动机的动力切断；在换挡状态下，它能够保证动力的平稳传递并防止变速器内部元件之间的冲击和磨损。
这些功能使得单向离合器成为自动变速器中不可或缺的一部分。
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单向离合器的设计 一、了解超越离合器的主要功能、一般特点及其分类 1、超越离合器的主要功能： 超越离合器是靠主从动部分的相对速度变化或回转方向变换能 自动结合或脱开的离合器。 超越离合器有嵌合式与摩擦式之分； 摩擦 式又分为滚柱式与楔块式。 单向超越离合器只能在一个方向传递转矩， 双向超越离合器可双 向传递转矩。超越离合器的从动件可以在不受摩擦力矩的影响下超越 主动件的速度运行。带拨爪的超越离合器，拨爪为从动件。 2、超越离合器的一般特点： （1）改变速度：在传动链不脱开的情况下，可以使从动件获得 快、慢两种速度； （ 2）防止逆转：单向超越离合器只在一个方向传递转矩，而在 相反方向转矩作用下则空转； （ 3）间歇运动：双向超越离合器与单向超越离合器适当组合， 可实现从动件做某种规律的间歇运动。 3、超越离合器的分类 超越离合器可分为棘轮式超越离合器、 滚柱式超越离合器和楔块 式超越离合器。 其中，棘轮式超越离合器又可分为内齿棘轮式超越离 合器和外齿棘轮式超越离合器； 滚柱式超越离合器又可分为单向滚柱 式、带拨爪单向滚柱式和带拨爪双向滚柱式超越离合器； 楔块式超越 离合器又可分为单向超越离合器、 双向超越离合器和非接触式单向超 越离合器
二、接下来将主要研究单向滚柱式超越离合器的设计： 1、单向滚柱式超越离合器的机构简图为：
图1 2、单向滚柱式超越离合器的特点及应用： 滚柱 3 受弹簧 4 的弹力，始终与外环 1 和星轮 2 接触。 滚柱在滚 道内自由转动，磨损均匀， 磨损后仍能保持圆柱形，短时过载滚柱打 滑不会损坏离合器。星轮加工困难，装配精度要求较高。星轮与外环 运动关系比较多元化。 外环 1 主动（逆时针转）时：当 n1=n2, 离合器接合； 当 n1星轮 2 主动（顺时针转）时：当 -n 2=-n1, 离合器接合；
当 n2 n1 ，离合器超越。 滚柱式超越离合器的结构简单、制造容易，溜滑角小，主要用于 机床和无级变速器等的传动装置中。 三、滚柱式单向超越离合器的设计计算
图2 注： 表 1 中公式均摘自《机械设计手册》第 2 卷第六篇第三章第 307页，化学工业出版社，第五版。 1、设计计算 表1 型 式 编 号
计算项目 计算公式 说明
— —工作储备系数 1.4-5 ； 楔紧平面 Tt —需要传递的转矩；
1 至轴心线 C ( Rz r)cos r
的距离 Rz—
—滚柱离合器外环内半径，
mm；
Rz （4.5～15）r
，一般取 R
z
8r ；
2 计算转矩 Tc Tt
b—— 滚柱长度， mm，
b （2.5～
8） r ，
一般取 b （3～ 4） r ； Ev
— —当量弹性模数，钢对钢
Tc N
3 正压力 (L r) z
Ev
52
2.06 105 N/mm2；
Hp 2 ——许用接触应力， N /
单 向 表 2 ； 超 — —摩擦因数，一般取 0.1 ；
越 4 接触应 NEv
离 力 H
0.42 v
Hp
Hp
m— —滚柱质量， kg ；
合 n —星轮转速， r /min ；
器 z —滚柱数目，见表 3；
L— —楔块长度， mm；
D— —外环内径， mm；
d—滚柱直径， mm；
5 当量半径 vr v — —楔角， （。）， 小，楔合容
易， 脱开力大； 大，不易楔合或易打
滑。 为保证滚柱不打滑， 应使压力角 /2
于滚柱对星轮或内外环接触面的最小摩 擦角 min ，即 /2 min 。当星轮工作
面为平面时，取 6。～8。；当工作面 6 弹簧压力 (D d) mn2
PE 4
18 104 为对数螺旋面或偏心圆弧面时，取
8。～10。 ； 最 大 极 限 值 取
max 14。～17。； r —
— 滚柱半径， mm。 表2 表 3 ：滚柱数及尺寸参数参考值 注：表 2 和表 3 均摘自《机械设计手册》第 5 版第 2 卷 （ 注：以下公式均摘自《滚柱式超越离合器的设计》，钮心宪，交通 部上海船舶运输科学研究所学报） 2、楔角 α的各主要结构要素的关系如下： Cr arccos Rr
其中:C 为内星轮的平面高度 , R =D/2 , r = d/2 。
C , R , r 的选择应满足设计楔角的要求。此外 , 滚柱数 Z 及 滚柱长度 b 也应选择。这些结构参数是相互制约的 , 需经优化计算 方可确定。 Z 可取 3-12 , 特殊结构可取得更大 , 但常用为 3-5 。R/ r 可取 5-9 , 但 8 较为常用。如果将滚子直径稍加增大 , 使 R/ r 降 至 6 .5-7 .0 , 则可提高内爪寿命 2-3 倍。 3、接触强度的计算 如果不考虑弹簧压力及滚动摩擦 , 则滚子的正压力 N 为: 2Tt
ZR
接触应力σ c 可用赫茨公式计算 , 如果滚子与内爪的弹性模数 E 相
同, 则对平面内星轮式可有 : NE c 0.418 br
如干摩擦系数取 0 .2 , 泊桑系数取 0 .3 , 则接触处的最大剪应力
τmax为: NE TtE max 0.34 c 0.412 NE 0.2 TtE br rbZR
如 以“度”表示 , 则有 :
max 1.5 Tt E rbZR
应使 max [ ]
Tt
不应该用平均值或额定值 , 应由下式计算 :
Tt Tn(k1 k2 )k3
其中:
Tn
———额定扭矩 ;
k1
———由原动机形式决定的动力系数 , 可参照表 4 决定;
k2
———由从动机形式决定的动力系数 , 可参照表 5 决定 ;
k3
———由离合器精度决定的反映各滚子受力不均匀的系数 , 对平
面内星轮式可取 1.1-1.5 。加工精度高时 , k3 取较小值。 表 4：由原动机形式决定的动力系数 表 5：由从动机形式决定的动力系数 当离合器楔合次数较少时 , 许用剪应力 [ τ] 可由下式确定 : [ ] (8— 12)Rc
MPa
其中 :Rc ———材料的洛氏硬度。 当楔合频繁时 , 许用剪应力可用齿面的许用应力 , 楔合次数与 [ τ ] 的关系为:
其中: [ τ] ——— 107 次之许用剪应力 [ 1] ———Q 次之许用剪应力 Q ———总楔合次数。 也可由滚柱的比压力来估算接触强度。比压力 P 定义为 : PN
式中 F 为滚柱的投影面积 , F =2rb 许用比压力 [ P] 可取 42-49 MPa , 如取[ P] =44 MPa , 则有:
Tt 22 F Z R 接触应力的计算一般以内星轮为对象 , 因内星轮的接触应力大于外 圈 , 且每次楔合接触点的位置不变。 但内星轮的变形较均匀 , 而外圈 因其一端常有法兰 , 会产生不均匀变形 , 使接触应力不均匀 , 在设 计中应予注意。 4、外圈强度校核 外圈在工作时受有拉力及弯矩 , 通常对其合成应力σ进行校核 , 可 不与接触应力叠加。 （ｆ１＋ｆ２ １） [ ] ＢＳ １ ２ Ｓ 其中:
[ σ ] ———许用应力 , 可取 700 ～ 800 MPa N ———滚子压力 , B ———外圈宽度 ; S ———外圈厚度 ; R1 ———外圈平均半径 ; f 1 f 2 ———与滚子数有关的系数 , 由表 6 查得。 外圈厚度的经验取值为 :S =（0 .8 -1 .2）d ; 如外圈压入另 一机件, 则S =（1 ～ 1 .6）d ; 大尺寸的离合器 S 取小值, 反之取 大值。 表 6：与滚子有关的系数 f 1 、 f 2 、 f 3
5、外圈刚度的计算 外圈变形后使楔角变化 , 但楔角变化的计算工作量很大 , 为简 化计, 可计算滚子接触点的变形量Δ r , 以此变形量作为外圈